JP2007138492A

JP2007138492A - 軽量で断熱性のある耐火パネル

Info

Publication number: JP2007138492A
Application number: JP2005332271A
Authority: JP
Inventors: Kaneo Akita; 金男秋田; Osamu Nakakuki; 治中岫
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 2005-11-17
Filing date: 2005-11-17
Publication date: 2007-06-07
Anticipated expiration: 2025-11-17
Also published as: JP5105737B2

Abstract

【課題】建物の外装に用いられる耐火パネルの重量を軽量化し、施工性を改善するとともに、断熱性を大幅に改善すること。
【解決手段】長尺状の金属材からなる表面材２、裏面材３間に少なくとも無機ボード層５、有機断熱パネル層６を含む２層を積層接着し、かつ両側端部９に雄型連結部７、雌型連結部８を設けた長尺状の耐火パネル１において、有機断熱パネル層４、６は、密度が２０ｋｇ／ｍ³ 〜４９ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォーム断熱パネルで構成され、両側端部９に、無機材が混入された密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォームを充填したことを特徴とする耐火パネル１である。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の外装に用いられる耐火パネルに関する。

これまで、建築物の外装に用いられる耐火パネルとして、長尺状の金属材からなる表面材、裏面材間に、無機材が混入されたフェノールフォームと無機ボードとを介在させた技術として、特許第３３０６４３９号（特許文献１）に記載された技術がある。

また、長尺状の金属材からなる表面材、裏面材間に、密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜２００ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォームで構成され、両側端部に、密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォームを充填した技術として、特許第３２３０２１０号（特許文献２）に記載された技術がある。

特許３３０６４３９号公報特許３２３０２１０号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、耐火性を確保するために、長尺状の金属材からなる表面材、裏面材間に、無機ボード層を含み、かつ、無機材が混入されたフェノールフォームを介在させており、フェノールフォーム密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜３００ｋｇ／ｍ³ に形成する必要があった。そのため、パネル重量は重くなり、施工性が悪くなるとともに、断熱性が低下するという問題があった。

また、特許文献２の技術では、一般部を、密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜２００ｋｇ／ｍ³ の低密度フェノールフォームとし、耐火性能の最弱点部となる両側端部を、密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ の高密度フェノールフォームとし、境界は低密度と高密度のフェノールフォームが混在した状態としたため、パネル製造時に、２種類のフェノールフォーム原料を別調合し、別に吐出させて、パネル成型する必要があった。また、一般部においても、フェノールフォームの密度は、５０ｋｇ／ｍ³ 〜２００ｋｇ／ｍ³ であり、パネル重量はさほど軽量化はされず、断熱性も改善されないという問題があった。

本発明は、前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、長尺状の金属材からなる表面材、裏面材間に少なくとも有機断熱パネル層と無機ボード層を含む２層を積層接着し、かつ両側端部に雄型連結部、雌型連結部を設けた長尺状の耐火パネルにおいて、パネル重量を軽量化し、施工性を改善するとともに、断熱性を大幅に改善することを目的とする。また、パネル製造時において、フェノールフォーム原料管理を簡単にすることを目的とする。

前記目標を達成するための本発明に係る耐火パネルの第１の構成は、長尺状の金属材からなる表面材、裏面材間に、少なくとも有機断熱パネル層、無機ボード層を含む２層を積層接着し、かつ両側端部に雄型連結部、雌型連結部を設けた長尺状の耐火パネルにおいて、有機断熱パネル層は、密度が２０ｋｇ／ｍ³ 〜４９ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォーム断熱パネルで構成され、両側端部に、無機材が混入された密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォームを充填したことを特徴とする。

また、本発明に係る耐火パネルの第２の構成は、無機ボード層が雄型連結部、及び／または、雌型連結部まで延長され配されたことを特徴とする。

また、本発明に係る耐火パネルの第３の構成は、雄型連結部、及び／または、雌型連結部に、前記無機ボード層とは別部材の無機質端部材を配したことを特徴とする。

本発明に係る耐火パネルの第１の構成によれば、長尺状の金属材からなる表面材、裏面材間に有機断熱パネル層と無機ボード層を含む２層を積層接着した耐火パネルにおいて、有機断熱パネル層として、密度が２０ｋｇ／ｍ³ 〜４９ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォーム断熱パネルで構成することによって、パネル重量を軽量化し、施工性を改善するとともに、断熱性を大幅に改善することが出来る。

また、耐火パネルの製造時に、密度が２０ｋｇ／ｍ³ 〜４９ｋｇ／ｍ³ になるように、フェノールフォーム原料を調合し、吐出させ、反応発泡して、パネル成型する場合、フェノールフォーム中に、反応の際の縮合水が重量の数１０パーセント位が保持され、製品の養生期間、あるいはパネルの施工後に、外気温等の変化により、水分が水蒸気化し、逃げ道が無いために、耐火パネルの表面材の内側に残留し、耐火パネル表面が膨れたり、反ったりする等、経時的に耐火パネルに悪影響を及ぼす。

さらに、このように低密度で調合されるフェノールフォームの場合、硬化収縮が大きくなるので、耐火パネルに凹みや反りが発生してパネルの寸法精度を確保できない。本発明に係る耐火パネルの第１の構成では、有機断熱パネル層は、フェノールフォーム断熱パネル製造時に、熱養生等をして、フェノールフォーム反応の際の縮合水を、予め、放散させておくことが可能で、耐火パネルの養生期間、あるいはパネルの施工後に、外気温等の変化により、水分が水蒸気化し、逃げ道が無いために、耐火パネルの表面材の内側に残留し、耐火パネル表面が膨れたり、反ったりする等、経時的に耐火パネルに悪影響を及ぼすことを回避することが可能である。

また、低密度で調合されるフェノールフォームの硬化収縮も、フェノールフォーム断熱パネルとして、予め、成型されれば、長さ・幅・厚さ方向に対して均等に硬化収縮を起こさせ、平面度のあるフェノールフォーム断熱パネルを積層接着することが可能で、耐火パネルに凹みや反りが発生してパネルの寸法精度を確保できない問題を回避することが出来る。

このように、予め、軽量化と断熱性を意図して製造された密度が２０ｋｇ／ｍ³ 〜４９ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォーム断熱パネルを接着して用いることにより、上記諸問題を回避した上、軽量化と断熱性向上を図ることが出来る。

さらに、第１の構成では、耐火パネルの製造時に、フェノールフォーム断熱パネルと無機ボードを接着する工程があるものの、フェノールフォームを反応発泡させる部分は、両側端部にのみ、無機材が混入された密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォームを充填すればよく、２種類のフェノールフォーム原料を別調合し、別に吐出させて、パネル成型する必要がなく、パネル製造時において、フェノールフォーム原料管理を簡単にすることが出来る。

なお、有機断熱パネル層として用いられるフェノールフォーム断熱パネルは、全体重量の８０％以上が有機材で構成されたものである。２０％以下の少量であれば、無機材を含んでも、軽量化と断熱性向上を図ることは可能である。しかし、軽量化と断熱性向上の観点で、有機材の比率は多い方がよく、９０％以上が好ましく、さらに、９５％以上はより好ましい。

また、このような軽量化と断熱性向上を意図した密度が２０ｋｇ／ｍ³ 〜４９ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォーム断熱パネルを積層し接着しているにも係わらず、耐火性能の最弱点部となる両側端部だけは、無機材が混入された密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォームを充填し反応発泡させたため、耐火パネルの耐火性を確保することが可能となった。すなわち、パネル厚５０ｍｍ〜６０ｍｍ程度で、耐火１時間の性能確保が可能となる。また、パネル厚３５ｍｍ〜４０ｍｍ程度で、防火３０分の耐火性能の性能確保が可能となる。

さらに、有機断熱パネル層として用いられるフェノールフォーム断熱パネルと、両側端部に充填し反応発泡される無機材が混入されたフェノールフォームは、同一樹脂であるフェノールフォームであるため、両側端部に充填される無機材が混入されたフェノールフォームが反応発泡する際に、フェノールフォーム断熱パネルに自己接着し一体性を確保することが可能である。

次に、本発明に係る耐火パネルの第２の構成によれば、無機ボード層が雄型連結部、及び／または、雌型連結部まで延長され配されているため、両側端部に充填し反応発泡される無機材が混入されたフェノールフォームに対して、確実に、無機ボード層を配することが可能で、有機断熱パネル層として用いられるフェノールフォーム断熱パネルと、両側端部に充填し反応発泡される無機材が混入されたフェノールフォームの継ぎ目を、耐火性能の観点で、確実に補強することが出来る。

最後に、本発明に係る耐火パネルの第３の構成によれば、雄型連結部、及び／または、雌型連結部に、前記無機ボード層とは別部材の無機質端部材を配したため、耐火性能の最弱点部となる両側端部を、無機材が混入された密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォームを充填し反応発泡させたことに加え、耐火性能の観点で、より確実に補強することが出来る。

なお、第１〜第３の構成に共通で、耐火性能の最弱点部となる両側端部に充填される無機材が混入されたフェノールフォームの密度は、５０ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ としたが、耐火性能を確保するためには、密度は高い方がよく、第２の構成で無機ボード層が雄型（雌型）連結部まで十分に延長されている場合や、第３の構成で雄型（雌型）連結部に無機ボード層とは別部材の無機質端部材を配した場合で、密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜２００ｋｇ／ｍ³ 程度でよい場合を除き、それ以外の場合には、密度が１００ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ であることが好ましい。

両側端部に充填される高密度フェノールフォームに混入される無機材としては、水酸化アルミニウム、ポリリン酸アンモニウム、グラファイト、ケイ酸カルシウムあるいは炭酸カルシウム等がある。

本発明に係る耐火パネルの第１の構成によれば、長尺状の金属材からなる表面材、裏面材間に有機断熱パネル層と無機ボード層を含む２層を積層接着した耐火パネルにおいて、有機断熱パネル層として、密度が２０ｋｇ／ｍ3 〜４９ｋｇ／ｍ3 のフェノールフォーム断熱パネルで構成することによって、パネル重量を軽量化し、施工性を改善するとともに、断熱性を大幅に改善することが出来る。また、このような軽量化と断熱性向上を意図した密度が２０ｋｇ／ｍ3 〜４９ｋｇ／ｍ3 のフェノールフォーム断熱パネルを積層し接着しているにも係わらず、耐火性能の最弱点部となる両側端部だけは、無機材が混入された密度が５０ｋｇ／ｍ3 〜５００ｋｇ／ｍ3 のフェノールフォームを充填し反応発泡させたため、耐火パネルの耐火性を確保することが可能となった。

本発明に係る耐火パネルの第２の構成によれば、無機ボード層が雄型連結部、及び／または、雌型連結部まで延長され配されているため、両側端部に充填し反応発泡される無機材が混入されたフェノールフォームに対して、確実に、無機ボード層を配することが可能で、有機断熱パネル層として用いられるフェノールフォーム断熱パネルと、両側端部に充填し反応発泡される無機材が混入されたフェノールフォームの継ぎ目を、耐火性能の観点で、確実に補強することが出来る。

本発明に係る耐火パネルの第３の構成によれば、雄型連結部、及び／または、雌型連結部に、前記無機ボード層とは別部材の無機質端部材を配したため、耐火性能の最弱点部となる両側端部を、無機材が混入された密度が５０ｋｇ／ｍ3 〜５００ｋｇ／ｍ3 のフェノールフォームを充填し反応発泡させたことに加え、耐火性能の観点で、より確実に補強することが出来る。

図により本発明に係る耐火パネルの実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る耐火パネルの代表的な実施例を示す一部切欠き斜視図、図２、図３は本発明に係る耐火パネルのその他の実施例を示す一部切欠き斜視図である。

図１は、長尺状の金属材からなる表面材２、裏面材３の間に、表面側有機断熱パネル層４、無機ボード層５、裏面側有機断熱パネル層６の３層を、この順に積層接着し、かつ両側端部９に雄型連結部７、雌型連結部８を設けた長尺状の耐火パネル１を、両側端部９に直交して切断し描いた一部切欠き斜視図である。

耐火パネル１の幅（働き幅）は、９１０ｍｍあるいは６００ｍｍで、図１では、両側端部９の近傍を拡大して描くために、パネル幅の中央部分を切断省略して示している。耐火パネル１の厚さは、５０ｍｍ（あるいは６０ｍｍ）とした。

ここに、表面側および裏面側有機断熱パネル層４、６は、密度が２７ｋｇ／ｍ³ 、熱伝導率が０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋで、無機材料を殆ど含まないフェノールフォーム断熱パネルで構成し、表面材２、裏面材３、無機ボード５に積層接着されている。接着剤は、図示しないが、エポキシ系接着剤によって、接着した。

無機ボード５としては、石膏ボードとし、パネル厚のほぼ中央に配置した。

両側端部９には、耐火性能を確保するために、ケイ酸カルシウムで形成された無機質端部材１０を配し、かつ、無機材（水酸化アルミニウム）が混入された密度が１５０ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォームを充填し、反応発泡させた。これにより、耐火性能の最弱点部となる両側端部９を、より確実に補強することが出来た。

この実施例のように、表面側および裏面側有機断熱パネル層４、６を、密度が２７ｋｇ／ｍ³ 、熱伝導率が０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋで、無機材料を殆ど含まないフェノールフォーム断熱パネルを積層接着して構成したために、パネル重量を軽量化し、施工性を改善するとともに、断熱性を大幅に改善することが出来た。

また、フェノールフォーム反応の際の縮合水を、予め、放散させておいたので、耐火パネル１の養生期間、あるいは耐火パネル１の施工後に、外気温等の変化により、水分が水蒸気化し、逃げ道が無いために、耐火パネル１の表面材２の内側に残留し、耐火パネル１表面が膨れたり、反ったりする等、経時的に耐火パネル１に悪影響を及ぼすことを回避することが可能となった。

さらに、低密度２７ｋｇ／ｍ³ で調合されたフェノールフォームであるにもかかわらず、予め、フェノールフォーム断熱パネルとして成型されているので、長さ・幅・厚さ方向に対して均等に硬化収縮を起こさせ、平面度のあるフェノールフォーム断熱パネルとして積層接着することが可能で、耐火パネル１に凹みや反りが発生せず、パネルの寸法精度を確保できない問題を回避することが出来た。

ここでのフェノールフォーム断熱パネルは、無機材料を殆ど含まず、重量比で、９９％以上が有機材料としたものである。

一方、無機質ボード層５は、表面側および裏面側有機断熱パネル層４、６に対して、両側端部９（雄型連結部７、雌型連結部８）まで延長されて配したので、両側端部９に充填し反応発泡される無機材が混入されたフェノールフォームに対して、確実に、無機ボード層５を差し込むように配したため、表面側および裏面側有機断熱パネル層４、６として用いられるフェノールフォーム断熱パネルと、両側端部９に充填し反応発泡される無機材が混入されたフェノールフォームの継ぎ目を、耐火性能の観点で、確実に補強することが可能となった。

図２は、表面側有機断熱パネル層４と無機ボード層５の２層で構成した実施例である。図３は、無機ボード層５と裏面側有機断熱パネル層６の２層で構成した実施例である。

図２、図３のように、表面側有機断熱パネル層４か、裏面側有機断熱パネル層６の、いずれかを省略しても、建築納まりから、パネル厚さ５０ｍｍ（６０ｍｍ）程度の寸法で、耐火１時間の性能確保が可能となる。しかし、密度が２０ｋｇ／ｍ³ 〜４９ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォーム断熱パネルで、表面側有機断熱パネル層４あるいは裏面側有機断熱パネル層６を構成する場合には、パネル厚さ５０ｍｍ（６０ｍｍ）程度の寸法で、耐火１時間の性能確保をするためには、無機ボード層５は、必須である。無機ボード５としては、石膏ボードの他に、ケイ酸カルシウム板、炭酸カルシウム板、パーライトセメント板、ロックウール板、スレート板、その他の無機質材が使用できる。

このように、少なくとも無機ボード層５、有機断熱パネル層４、６を含む２層を積層接着した耐火パネル１であれば、図１に示した３層の実施例と同様に、パネル重量を軽量化し、断熱性を大幅に改善することが出来る。また、フェノールフォーム縮合水の残留による膨れなどの不具合や、フェノールフォーム硬化収縮によるパネルの凹みなどの不具合が解消できるのも同様である。

本発明の活用例として、建築物の外装に用いられる耐火パネルとして好適に利用できる。

本発明に係る耐火パネルの代表的な実施例１を示す一部切欠き斜視図である。本発明に係る耐火パネルのその他の実施例２を示す一部切欠き斜視図である。本発明に係る耐火パネルのその他の実施例３を示す一部切欠き斜視図である。

符号の説明

１耐火パネル
２表面材
３裏面材
４表面側有機断熱パネル層
５無機ボード層
６裏面側有機断熱パネル層
７雄型連結部
８雌型連結部
９両側端部
１０無機質端部材

Claims

長尺状の金属材からなる表面材、裏面材間に、少なくとも有機断熱パネル層、無機ボード層を含む２層を積層接着し、かつ両側端部に雄型連結部、雌型連結部を設けた長尺状の耐火パネルにおいて、有機断熱パネル層は、密度が２０ｋｇ／ｍ³ 〜４９ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォーム断熱パネルで構成され、両側端部に、無機材が混入された密度が５０ｋｇ／ｍ³ 〜５００ｋｇ／ｍ³ のフェノールフォームを充填したことを特徴とする耐火パネル。
無機ボード層が雄型連結部、及び／または、雌型連結部まで延長され配されたことを特徴とする請求項１に記載の耐火パネル。
雄型連結部、及び／または、雌型連結部に、前記無機ボード層とは別部材の無機質端部材を配したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の耐火パネル。